Каналізація, водовідведення

КАНАЛІЗАЦІЯ, ВОДОВІДВІДЕННЯ (лат. – труба, жолоб) – система труб, підземних каналів та санітарно-технічних приладів та споруд для прийому стічних вод, відведення їх з території населених місць або промислових підприємств на очисні станції очищення та скидання у водойми або річки.

КАНАЛІЗАЦІЯ — система інженерних споруд для прийому та відведення стічних вод з території населених місць та промислових підприємств, очищення їх від забруднень та скидання у водойму. Каналізація — неодмінний елемент благоустрою населених місць, вона сприяє покращенню побутових умов, різкому зниженню захворюваності населення. Каналізація поділяється на внутрішню (каналізацію будівель) та зовнішню (каналізацію територій).

Внутрішня каналізація будівель включає санітарні прилади (унітази, пісуари, умивальники, мийки, раковини, ванни та ін.), приймачі (трапи, лотки, лійки та ін.) та внутрішню каналізаційну мережу труб, якою стічні води виводяться з будівлі у зовнішню каналізацію. Кожен санітарний прилад та приймач стічних вод забезпечується гідравлічним затвором. Внутрішня каналізаційна мережа складається з відвідних труб, стояків та випусків із будівель; випуск із будівлі закінчується у дворовому зовнішньому оглядовому колодязі. Внаслідок обігріву стояків теплом приміщень, у яких вони встановлюються, створюється тяга повітря і цим забезпечується вентиляція каналізаційної мережі.У виробничих приміщеннях приймачі стічних вод часто розташовуються безпосередньо в апаратів і машин, а внутрішня мережа каналізаційна влаштовується у вигляді відкритих або закритих лотків, які при підході до зовнішньої каналізації закінчуються також гідравлічними затворами.

Зовнішня каналізація включає: внутрішньоквартальну (дворову) підземну каналізаційну мережу труб, що приймає стічні води від будівель та закінчується контрольною оглядовою криницею; вуличну підземну мережу труб та колекторів, що відводять стічні води за межі населеного місця до очисних споруд; насосні станції та напірні трубопроводи для підкачування стічних вод з низько розташованих місць у вищі та для перекачування всіх стічних вод на очисні споруди; очисні споруди, на яких проводиться очищення стічних вод від забруднень та знешкодження їх, а також утилізація цінних речовин; підводний трубопровід, яким очищені стічні води випускаються в русло водойми.

Стічні води підприємств, розташованих у межах міста, відводяться у міську каналізаційну мережу як і, як і від кварталів житлової забудови. Якщо вони містять забруднення, що негативно впливають на матеріал труб каналізаційної мережі та її експлуатацію або на процеси очищення стічних вод, то на території підприємства проводиться місцеве очищення (підготовка) стічних вод. При різко якісному різному складі виробничих стічних вод підприємства їх відводять і очищають окремо.

До каналізації можуть надходити різні види стічних вод: господарсько-фекальні (побутові), що стікають із санітарних приладів будівель житлового, громадського, комунального (бані, пральні), виробничого та сільськогосподарського призначення; виробничі (промислові), що отримуються в результаті використання води в технологічних цілях (охолодження апаратури, машин, фарбування та промивання тканин, змив окалини та ін.); атмосферні (зливові), що утворюються від випадання атмосферних опадів (дощ, танення снігу та льоду) на території населених місць та підприємств.

Загальносплавна система каналізації в порівнянні з ін. системами має санітарні переваги, тому що всі види стічних вод відводяться по закритій мережі труб. Недоліки системи – значна вартість пристрою та складність експлуатації. Обумовлюється це великими розмірами труб та очисних споруд, що розраховуються на прийом атмосферних вод (секундна витрата їх перевищує витрату господарсько-фекальних та промислових стічних вод у десятки разів), а також малими ухилами труб, що погіршує гідравлічні умови їх роботи в суху погоду, коли в них надходять лише господарсько-фекальні та виробничі стічні води.

Загальну вартість загальносплавної системи каналізації можна зменшити шляхом влаштування на берегових колекторах зливоспусків, через які основна маса атмосферних вод скидається без очищення безпосередньо у водойму в межах населених місць. Це знижує санітарні переваги загальносплавної системи. За загальносплавною системою в Радянському Союзі збудовано близько 30 мереж міської каналізації.

Роздільна система каналізації Тому дозволяє будувати мережі для відведення різних видів вод незалежно одну від іншої. ніж при загальносплавній, так як труби заповнені більш рівномірно. вод, включаючи і перші їх порції (після початку дощу), які зазвичай сильно забруднені, знижує санітарний ефект роздільної системи.

Необхідність укладання мережі у двох і більше траншеях ускладнює будівництво. застосування має роздільна система каналізації, що дозволяє швидко покращити санітарно-гігієнічні умови населеного місця при менших, порівняно з іншими системами, початкових затратах. 1,5 до 2-2,5 м-коду, а найбільша – до 8 м-коду.

Продуктивність каналізації визначають, виходячи із середньої норми водовідведення господарсько-фекальних стічних вод (150-450 л на людину на добу) та кількості промислових стічних вод.У таких містах як Москва, Ленінград, середня норма водовідведення з урахуванням промислових стічних вод перевищує 600 л на добу. Добова продуктивність каналізації, залежно від розмірів населеного місця, становить 500-3000 тис. м3.

Для забезпечення нормальної роботи каналізації, міцності її споруд та техніки безпеки під час експлуатації не допускається спускати без попередньої підготовки виробничі стічні води, що містять: важкі та великі речовини мінерального та органічного походження, які можуть спричинити засмічення мережі; велика кількість кислот і лугів, що руйнують, на матеріали споруд (бетон, залізобетон, чавунні труби); нафту і нафтопродукти, пари яких із повітрям можуть утворити гримучу суміш, а самі продукти — порушити біологічні процеси очищення стічних вод; отруйні речовини вище за допустимі концентрації, небезпечні для експлуатаційного персоналу та зупиняючі біологічні процеси очищення стічних вод; стічні води заразних відділень лікарень, карантинів та ін.; води, що мають високу температуру (понад 40-50 °), що сприяє порушенню стиків труб; забруднення, що виділяють гази, що руйнують матеріали труб каналізаційної мережі і створюють шкідливі умови для її експлуатації.

Економічно доцільно спускати в каналізації господарсько-фекальних та виробничих стічних вод подрібнене будинкове сміття та харчові відходи для спільної їх обробки на очисних спорудах.

Зливова каналізація (водостоки) є складовою повної роздільної системи каналізації.Вона служить для прийому та відведення з території населеного місця або підприємства лише атмосферних (дощ, танення снігу та льоду), умовно чистих промислових стічних вод (від охолодження машин, конденсат) та дренажних вод. Колектори зливової каналізації трасуються за перпендикулярною схемою до берегів водоймища або тальвегу ліг і ярів. Кожен басейн каналізації є самостійним (локальним) і не залежить від головного колектора. Стічні води, що випускаються без очищення безпосередньо у водойму в межах населеного місця, погіршують санітарний стан водойми.

Зливова каналізація по суті не має внутрішньої каналізації, за винятком водостічних труб з дахів житлових та громадських будівель та внутрішньої водостічної мережі у великих цехах промислових будівель; на дахах таких цехів влаштовуються приймальні воронки, у підлозі цеху – труби або канали, що відводять стічні води у зовнішню каналізації. Для прийому поверхневого стоку атмосферних опадів служать колодязі (дощеприймачі). Такі ж дощеприемники є і загальносплавної системі каналізації.

У СРСР були створені нові конструкції внутрішнього обладнання будівель, каналізація висотних будівель та спеціальних промислових будівель. Розроблено щити для підземного прокладання колекторів діаметром 1,5—4,0 м, збірні конструкції колекторів з керамічних та залізобетонних блоків, збірні оглядові колодязі та камери. Для перекачування стічних вод та осаду служать насоси спеціальних конструкцій, механізовані грати та дробильні апарати (для подрібнення великих твердих речовин).

У СРСР були розроблені методи очищення багатьох видів стічних вод та оригінальні конструкції очисних споруд, а також методи уловлювання зі стічних вод цінних речовин та необхідні для цієї споруди; застосовуються механічне зневоднення осаду і його термічна сушіння, і навіть перекачування осаду на значні (10—20 км) відстані для сільськогосподарського використання. На сучасних станціях очищення стічних вод використовуються системи автоматизації та телеуправління роботою каналізаційних споруд, що забезпечують безперервний контроль за ефектом очищення та знешкодження стічних вод.

Сучасна каналізація у загрожних будинках

У сучасних заміських будинках можна зустріти кілька основних типів каналізації:

• 1. Септик: це автономна система очищення стічних вод, яка встановлюється безпосередньо біля будинку. Септик призначений для розкладання органічних речовин у стічних водах та часткового очищення їх перед виведенням у ґрунт.
• 2. Централізована каналізація: у деяких заміських селищах або котеджних поселеннях може бути організована централізована система збору та очищення стічних вод, аналогічна до системи міської каналізації.
• 3. Біо-туалети: у деяких заміських будинках використовуються біотуалети, які не вимагають підключення до централізованої каналізаційної мережі та використовують біологічні процеси для розкладання відходів.

Кожен із цих типів має свої переваги та особливості, і вибір конкретної системи каналізації залежить від індивідуальних потреб та умов конкретного заміського будинку.

Література

• Шигорін Р. Р. і Демидов Л. Р., Каналізація, М., 1951; Каналізація, за ред. А. І. Жукова, 2 видавництва, М., 1960; Молоков М. Ст і Шигорін Р. Р., Дощова та загальносплавна каналізація, М., 1954.

Корисні розділи, посилання та коментарі:

Каналізація – інфраструктура, що транспортує стічні води та поверхневі стоки за допомогою каналізаційних колекторів. Що таке каналізація та як вона влаштована: призначення, класифікація, різновиди каналізації та їх особливості.

Каналізація – це колекторна інженерна споруда для транспортування відведення стічних вод та інших рідких відходів до резервуара. Надалі накопичена рідина відкачується або перенаправляється до очисних споруд. Залежно від потреб і складу стічних вод будуються різні типи споруд. У статті буде розказано про каналізації, її види та практику будівництва.

Призначення каналізації

Каналізація є частиною інженерної системи водовідведення та призначена для видалення відпрацьованої рідини після використання. Включає колектор із резервуаром для зберігання стічних вод. Опційно оснащується системами фільтрації та поділу відходів.

Спорудження розраховане на обслуговування різних типів приміщень та будується з урахуванням виду рідких відходів:

• у житлових та комерційних будівлях це стічна вода та невеликі частинки у формі твердих побутових відходів (ТПВ);
• на виробництві споруджується зі спеціальних труб для відведення агресивних речовин та іншої відпрацьованої рідини.

Для герметичності стиків та ремонту колектора використовується бітумна суміш та інші будівельні матеріали високої густини.
Основне завдання будь-якої каналізації – видалення рідини від споживача та доставка до місця відстоювання чи очищення.

Види каналізації

Не існує універсальної системи каналізацій, яка б однаково підходила для всіх будівель і людей, які її використовують. Тому існують різні типи каналізаційних споруд, які різняться за кількома критеріями.

За формою експлуатації

Каналізації поділяються на кілька споруд залежно від використання. Тому вони індивідуально проектуються та потребують професійного обслуговування.

Індивідуальні

Це приватні споруди, які розраховані обслуговування окремих приміщень. Індивідуальні системи споруджуються власником будинки з розрахунком на кількість мешканців.
Індивідуальна каналізація може бути ізольованою (автономною) та замкненою, з відведенням стічних вод у відстійник для подальшого видалення. У багатоквартирних будинках така споруда є відрізком загальної мережі центральної каналізації.

Між ними є принципова різниця:
— ізольована система може будуватися у вільній формі (за умови, якщо не торкаються інтересів власників суміжних ділянок). Власник будинку повністю відповідає за її працездатність;
— для підключення до центральної мережі потрібно будувати каналізацію за схваленим проектом та мати на неї технічний паспорт. Але є й плюс – у разі проблем комунальні служби виконають ремонт.

Власники приватних будинків віддають перевагу підключенню до центральних мереж, позбавляючись обов'язків з обслуговування. Автономна каналізація будується лише за відсутності центральних систем.

Промислові

У виробничих та переробних підприємств специфічні відходи. Це може бути рідина великої в'язкості, з опадами або високою температурою. Їх не здатні відводити звичайні мережі, призначені для видалення стічних вод.

У промислових каналізацій кілька особливостей:
– лише автономна експлуатація, за організацію якої відповідає підприємство;
— споруджується зі спеціальних труб із покращеними характеристиками, здатними витримувати важкі умови;
– Обов'язкове отримання техпаспорта з дозволом на введення.

На великих заводах можна частково реалізувати замкнутий цикл. Відпрацьована рідина переробляється, з неї витягується корисна маса, а залишки утилізуються.

Суспільні

Це тип каналізацій, розрахованих на безперервне обслуговування у громадських місцях. До таких споруд можна віднести такі типи каналізацій:

• Дощова (зливка) – збирає стічні води і відводить в грунт. Каналізація розрахована на видалення осадових вод після дощу чи снігу
• Дренажна – використовується для видалення застояної води з метою захисту інженерних споруд від вологи
• Технічна — профільні каналізації, розраховані видалення води з водойми, підтоплених приміщень (після відкачування насосом) та інших.

Громадські каналізаційні мережі обслуговуються комунальними службами, які відповідають за ефективність.

За способами видалення рідких відходів

Ключовий показник будь-якої споруди для відведення стічних вод – це обсяг споживання, від якого залежить необхідна швидкість видалення відходів. Даний показник ще називається продуктивністю каналізації, він визначається принципом впливу та конфігурацією споруди.

За способом видалення рідини каналізація поділяється на два типи:

• Самопливна – споруджується під незначним ухилом протягом усієї ділянки. Відведення підтримується силою тяжкості, т.к. рідина стікає донизу.
• Примусове – транспортування забезпечується нагнітанням рідини каналізаційним насосом.

З технічного боку різниця між цими типами каналізацій лише у наявності насоса для примусового перекачування. Але в експлуатації споруди дуже відрізняються.

Самопливна (природна) каналізація

Для збирання споруди потрібні лише труби.

Плюси:
– малі терміни будівництва
– Відсутність обмежень на вид відходів, що видаляються
– не вимагає регулярного обслуговування

Мінуси:
– Низька продуктивність
Швидкість видалення відходів залежить від кута нахилу труби. На об'єм відведення не вплине діаметр труб або натиск, під яким приймається рідина;
– Зношування
Стекаючи вниз, відходи створюють силове навантаження і саму конструкцію, провокуючи повільну деградацію труб. При видаленні ТПВ чи агресивних речовин додається ще й тертя, що руйнує внутрішні стінки трубопроводу.

Система каналізації з природним відведенням споруджується переважно мешканцями заміських будинків та промисловими підприємствами з малими обсягами виробництва відходів. Рідше будується для малоповерхових будинків.

Природний відвід реалізований у дощової каналізації (вона ж зливова). Стічна вода йде в ґрунт вертикально, що забезпечує високу пропускну здатність. Окремі елементи представлені зовнішньою каналізацією із відкритими водостоками.

Примусова каналізація

У цих спорудах є насос, що створює примусове нагнітання, тим самим підвищуючи швидкість відведення рідини.

Плюси:
– Висока швидкість видалення відходів
– безперервне перекачування рідини
– Свобода вибору геометрії трубопроводу
Насос здатний навіть підняти стічні води на більшу висоту, але з дуже низьким ККД (витрата/об'єм перекачування). Тому на практиці бувають лише невеликі ділянки підйому, де без них не обійтись.

Мінуси:
– Обмеження по виду відходів
Насоси можуть перекачувати рідини тільки із твердими включеннями дрібної фракції (до 2 мм). При цьому їх частку потрібно мінімізувати з метою запобігання зносу агрегату.У результаті доведеться вибирати між частою заміною насосного обладнання або подорожчанням та ускладненням самої каналізації за рахунок станцій очищення стічних вод. Перекачування густих сумішей виключено;
– Витрати на обслуговування
Насос необхідно періодично перевіряти, а також змінювати витратні матеріали (фільтри та ін.). На додаток потрібно забезпечити харчування від основного та резервного джерела.

Примусова каналізація потребує великих вкладень, але її застосування виправдане у великих населених пунктах, у місцях компактного проживання. Сучасні мережі каналізації проектуються з ділянками спуску, і сила тяжіння сприяє видаленню рідких відходів. Рідина відправляється в камеру фільтраційної станції із санітарним вузлом для отримання очищеної води (працює принцип вторинної переробки).

Як влаштована каналізація

У приватних будинках однаково часто зустрічаються каналізаційні мережі з природним та примусовим видаленням рідини. Самопливні споруди включають трубопровід та резервуар для збирання відходів, які згодом видаляються. Проектується та будується з розрахунку середньої витрати води всіма мешканцями будинку із запасом у 15-25 %.

Примусова каналізація споруджується з двома резервуарами, які розташовані на відстані від будинку (30-50 м), але недалеко один від одного (до 10 метрів). Процес відведення відходів включає такі цикли:

• Скидання рідини в каналізацію
• Прийом відходів першим резервуаром
• Відкачування насосом та відправлення стічної води до другого резервуару

За такої організації роботи системи відбувається поділ рідини від густих відкладень. ТПВ залишаються в першому резервуарі, який без води наповнюється повільніше.Рідина осідає у другому резервуарі та вбирається ґрунтом. Самі споруди без підключення до центральних мереж – це автономна каналізація.

Для покращення пропускної спроможності каналізаційних труб у приватному будинку до унітазу може підключатися фекальний насос, який попередньо подрібнює густі маси ножем.
На виробничих підприємствах з відходами у великих обсягах на ділянці трубопроводу може підключатися циркуляційний насос або підвищувальна станція напірної. Агрегати здатні суттєво збільшити обсяги відведення каналізаційних стоків, але обмежені у застосуванні. Більшість циркуляційних насосів не розраховано на перекачування рідин із забрудненням вище, ніж у технічної води.

Види резервуарів

Для збору каналізаційних відходів найчастіше споруджуються такі типи колодязів:

• Відстійник – зібрана через стоки рідина з часом йде в ґрунт, механічне видалення не передбачено. Резервуар розрахований на прийом лише стічних вод з мінімальною часткою твердих включень.
• Вигрібна яма – резервуар аналогічний відстійнику, але розрахований на зберігання рідин з ТПВ і навіть густих мас. При майже повному заповненні відходи видаляються асенізаторською машиною.
• Септик – резервуар для збирання будь-яких рідких відходів з подальшим зберіганням та видаленням. Відрізняється герметичністю та блокує неприємний запах.

Септики застосовуються з минулого століття, але нещодавно з'явилися надійні конструкції з повною герметичністю. Пристрої оснащуються каналізаційним насосом видалення відходів. А просунуті септики включають кілька камер з різним ступенем очищення, зокрема з допомогою колонії мікроорганізмів.

Каналізаційні споруди з вигрібною ямою малого обсягу часто продовжуються, і споруджується окремий відстійник.Така конфігурація має багато переваг:
– Рідина з відстійника може і сама осісти в ґрунті;
– відстійник без води заповнюватиметься в рази повільніше, дозволяючи заощадити на послугах асенізатора.

Каналізація з однією вигрібною ямою вигідна і потребує менше витрат. Але на малій ділянці неможливо зберігати відходи великих обсягів. Також можлива ситуація, коли резервуар споруджувався з розрахунку на певну кількість користувачів, але їх кількість збільшилася і відстійник для відведення рідини буде необхідний.
На ринку є й готові рішення – міні-колодязі з каналізаційною насосною станцією КНС.

Висновок

Сучасні каналізації дуже різноманітні за пропускною здатністю, виконуваним завданням і витратами на спорудження. Але завдяки такому розмаїттю споживач має вибір. І серед споруд можна підібрати каналізаційну систему відповідної конфігурації, отримуючи в результаті ефективне видалення відходів без зайвих витрат.